Methodenartikel

Contactmodus Atomic Force Microscopie als een snelle techniek voor morfologische observatie en bacteriële celschadeanalyse

DOI:

10.3791/64823

⸱

30 juni 2023

 ,  ,  ,  , 
1Centro Universitario de los Lagos, Universidad de Guadalajara, 2Centro Nacional de Recursos Genéticos, Instituto Nacional de Investigaciones Forestales, Agrícolas y Pecuarias

In dit artikel

Samenvatting

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Hier presenteren we de toepassing van atomic force microscopy (AFM) als een eenvoudige en snelle methode voor bacteriële karakterisering en analyseren we details zoals de bacteriële grootte en vorm, bacteriële cultuurbiofilms en de activiteit van nanodeeltjes als bactericiden.

Samenvatting

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Elektronenmicroscopie is een van de hulpmiddelen die nodig zijn om cellulaire structuren te karakteriseren. De procedure is echter ingewikkeld en duur vanwege de monstervoorbereiding voor observatie. Atomic force microscopy (AFM) is een zeer nuttige karakteriseringstechniek vanwege de hoge resolutie in drie dimensies en vanwege de afwezigheid van enige vereiste voor vacuüm- en monstergeleidbaarheid. AFM kan een grote verscheidenheid aan monsters in beeld brengen met verschillende topografieën en verschillende soorten materialen.

AFM levert hoge resolutie 3D-topografie-informatie van het angstromniveau tot de micronschaal. In tegenstelling tot traditionele microscopie gebruikt AFM een sonde om een beeld te genereren van de oppervlaktetopografie van een monster. In dit protocol wordt het gebruik van dit type microscopie voorgesteld voor de morfologische en celschadekarakterisering van bacteriën die op een drager zijn gefixeerd. Er werden stammen van Staphylococcus aureus (ATCC 25923), Escherichia coli (ATCC 25922) en Pseudomonas hunanensis (geïsoleerd uit knoflookbolmonsters) gebruikt. In dit werk werden bacteriële cellen gekweekt in specifieke kweekmedia. Om celschade te observeren, werden Staphylococcus aureus en Escherichia coli geïncubeerd met verschillende concentraties nanodeeltjes (NP's).

Een druppel bacteriële suspensie werd op een glazen drager bevestigd en er zijn op verschillende schalen beelden gemaakt met AFM. De verkregen beelden toonden de morfologische kenmerken van de bacteriën. Verder was het met behulp van de AFM mogelijk om de schade aan de cellulaire structuur te observeren die werd veroorzaakt door het effect van NP's. Op basis van de verkregen beelden kan contact AFM worden gebruikt om de morfologie van bacteriële cellen die op een drager zijn gefixeerd te karakteriseren. De AFM is ook een geschikt instrument voor het onderzoek naar de effecten van NP's op bacteriën. In vergelijking met elektronenmicroscopie is AFM een goedkope en gebruiksvriendelijke techniek.

Inleiding

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Verschillende bacteriële vormen werden voor het eerst opgemerkt door Antony van Leeuwenhoek in de 17e eeuw1. Bacteriën bestaan al sinds de oudheid in een grote diversiteit aan vormen, variërend van bollen tot vertakkende cellen2. Celvorm is een fundamentele voorwaarde voor bacteriële taxonomen om elke bacteriesoort te beschrijven en te classificeren, voornamelijk voor de morfologische scheiding van grampositieve en gramnegatieve phyla3. Van verschillende elementen is bekend dat ze bacteriële celvormen bepalen, die allemaal betrokken zijn bij de celafdekkingen en ondersteuning als componenten van de celwand en het membraan, evenals in het cytoskelet. Op deze manier zijn wetenschappers nog steeds bezig met het ophelderen van de chemische, biochemische en fysische mechanismen en processen die betrokken zijn bij het bepalen van bacteriële celvormen, die allemaal worden gedefinieerd door clusters van genen die bacteriële vormen definiëren 2,4.

Bovendien hebben wetenschappers aangetoond dat de staafvorm waarschijnlijk de voorouderlijke vorm van bacteriële cellen is, omdat deze celvorm optimaal lijkt in cel-significante parameters. Zo worden cocci, spiraal, vibrio, filamenteuze en andere vormen beschouwd als aanpassingen aan verschillende omgevingen; Inderdaad, bepaalde morfologieën zijn meerdere keren onafhankelijk geëvolueerd, wat suggereert dat de vormen van bacteriën aanpassingen kunnen zijn aan bepaalde omgevingen 3,5. Gedurende de levenscyclus van de bacteriële cel verandert de celvorm echter, en dit gebeurt ook als een genetische reactie op schadelijke omgevingsomstandigheden3. De vorm en grootte van de bacteriële cellen bepalen sterk de stijfheid, robuustheid en oppervlakte-volumeverhouding van de bacteriën, en deze eigenschap kan worden gebruikt voor biotechnologische processen6.

Elektronische microscopie wordt gebruikt om biologische monsters te bestuderen vanwege de hoge vergroting die kan worden bereikt buiten op licht gebaseerde microscopen. Transmissie-elektronenmicroscopie (TEM) en scanningelektronenmicroscopie (SEM) zijn de meest gebruikte technieken voor dit doel; monsters vereisen echter enkele behandelingen voordat ze in de kamer van de microscoop worden geplaatst om geschikte beelden te verkrijgen. Een gouden omslag op de monsters is vereist en de tijd die wordt gebruikt voor de totale beeldacquisitie mag niet te lang zijn. Atomic force microscopy (AFM) is daarentegen een techniek die veel wordt gebruikt bij de analyse van oppervlakken, maar wordt ook gebruikt bij de studie van biologische monsters.

Er zijn verschillende soorten AFM-modi die worden gebruikt bij oppervlakteanalyse, zoals contactmodus, contactloze modus of tikken, magnetische krachtmicroscopie (MFM), geleidende AFM, piëzo-elektrische krachtmicroscopie (PFM), piekkrachttap (PFT), contactresonantie en krachtvolume. Elke modus wordt gebruikt bij de analyse van materialen en biedt verschillende informatie over het oppervlak van de materialen en hun mechanische en fysieke eigenschappen. Sommige AFM-modi worden echter gebruikt voor de analyse van biologische monsters in vitro, zoals PFT, omdat PFT het mogelijk maakt om topografische en mechanische gegevens over cellen in een vloeibaar mediumte verkrijgen 7.

In dit werk gebruikten we de meest elementaire modus die in elk oud en eenvoudig AFM-model is opgenomen- de contactmodus. AFM gebruikt een scherpe sonde (ongeveer <50 nm in diameter) om gebieden kleiner dan 100 μm te scannen. De sonde wordt uitgelijnd met het monster om te interageren met de krachtvelden die aan het monster zijn gekoppeld. Het oppervlak wordt gescand met de sonde om de kracht constant te houden. Vervolgens wordt een beeld van het oppervlak gegenereerd door de beweging van de cantilever te volgen terwijl deze over het oppervlak beweegt. De verzamelde informatie biedt de nanomechanische eigenschappen van het oppervlak, zoals de hechting, elasticiteit, viscositeit en afschuiving.

In de AFM-contactmodus wordt de cantilever met een vaste doorbuiging over het monster gescand. Hierdoor kan men de hoogte van de monsters (Z) bepalen, en dit is een voordeel ten opzichte van de andere elektronische microscooptechnieken. De AFM-software maakt het mogelijk om een 3D-beeldscan te genereren door de interactie tussen de tip en het monsteroppervlak, en de tipafbuiging wordt gecorreleerd aan de hoogte van het monster door middel van een laser en een detector.

In statische modus (contactmodus) met constante kracht presenteert de uitgang twee verschillende beelden: de hoogte (z-topografie) en het afbuigings- of foutsignaal. De statische modus is een waardevolle, eenvoudige beeldvormingsmodus, vooral voor robuuste monsters in lucht die de hoge belastingen en torsiekrachten van de statische modus aankunnen. De doorbuigings- of foutmodus wordt gebruikt in de constante krachtmodus. Het topografiebeeld wordt echter verder verbeterd door het afbuigsignaal aan de oppervlaktestructuur toe te voegen. In deze modus wordt het afbuigingssignaal ook wel het foutsignaal genoemd, omdat de afbuiging de feedbackparameter is; Alle kenmerken of morfologie die in dit kanaal verschijnen, zijn te wijten aan de "fout" in de feedbacklus of, beter gezegd, aan de feedbacklus die nodig is om een constant afbuigingsinstelpunt te behouden.

Het unieke ontwerp van AFM maakt het compact - klein genoeg om op een tafelblad te passen - terwijl het ook een resolutie heeft die hoog genoeg is om atomaire stappen op te lossen. De AFM-apparatuur heeft lagere kosten dan de apparatuur voor andere elektronische microscopen en de onderhoudskosten zijn minimaal. De microscoop vereist geen laboratorium met speciale omstandigheden zoals een cleanroom of een geïsoleerde ruimte; Het heeft alleen een trillingsvrij bureau nodig. Voor AFM hoeven de monsters geen uitgebreide voorbereiding te ondergaan zoals bij andere technieken (goudbedekking, afslanken); alleen een droog monster hoeft aan de monsterhouder te worden bevestigd.

We gebruiken de AFM-contactmodus om bacteriële morfologieën en de effecten van NP's te observeren. De populatie en cellulaire morfologie van bacteriën die op een drager zijn gefixeerd, kunnen worden waargenomen, evenals de cellulaire schade die door nanodeeltjes op de bacteriesoort wordt geproduceerd. De beelden verkregen door de AFM-contactmodus bevestigen dat het een krachtig hulpmiddel is en niet wordt beperkt door reagentia en gecompliceerde procedures, waardoor het een eenvoudige, snelle en economische methode is voor bacteriële karakterisering.

Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.

Protocol

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

1. Bacteriële isolatie en identificatie

  1. Isolatie van een endofytische stam uit knoflookbolmeristeem:
    1. Plaats 2 mm fragmenten van meristeem van eerder gepelde, gedesinfecteerde en gesneden knoflookbollen op trypticase soja-agar (TSA) als een rijk groeimedium en incubeer gedurende 1 dag bij 25 °C.
    2. Op basis van de morfologische verschillen van de bacteriële kolonies - vorm, grootte, kleur, rand, doorgelaten licht, gereflecteerd licht, textuur, consistentie en pigmentproductie - beschrijf de verschillende waargenomen morfotypen en zuiver door een representatieve kolonie van elk morfotype te kruisen.
    3. Bewaar alle gezuiverde bacteriestammen in 30% glycerol bij −80 °C.
    4. Identificeer een willekeurig geselecteerde stam (9AP) door het 16S rDNA te sequencen. Extraheer het DNA volgens de methode van Hoffman en Winston8.
    5. Amplify the 16S rRNA by polymerase chain reaction (PCR) with 100 ng of DNA, 1x polymerase buffer, 4 mM MgCl2, 0.4 mM dNTPs, 10 pmol each of 27F/1492r universal oligonucleotides, and 1 U of DNA polymerase9. Gebruik de volgende thermische cycler-omstandigheden: 95 °C gedurende 5 minuten voor de initiële denaturalisatie; gevolgd door 35 cycli van 1 min bij 94 °C als denaturalisatietemperatuur, 1 min bij 56 °C als hybridisatietemperatuur en 1 min bij 72 °C als extensietemperatuur; en vervolgens 10 min bij 72 °C als laatste verlenging.
    6. Capillaire sequentie van het PCR-product met dezelfde oligonucleotiden; Gebruik de dideoxy-terminale methode met de matrixinstallatiekit voor capillaire sequencing10 en voer elektroforese uit in een geautomatiseerd multicapillair systeem11.
    7. Bewerk de sequenties handmatig, vergelijk de reeks met de GenBank-bibliotheek met behulp van een BLAST-zoekopdracht en identificeer de stam voorlopig met de gouden standaard van ten minste 98,7% identiteit met de dichtstbijzijnde soort12,13.
      OPMERKING: De stam 9AP werd geïdentificeerd als behorend tot de soort Pseudomonas hunanensis, met een identiteit van 99,86% met de sequentie voor de stam P. hunanensis LV (JX545210).

2. Bereiding van bacteriemonsters voor morfologische observatie door AFM

  1. Plaats onder steriele omstandigheden een druppel van de bacteriële suspensie (Pseudomonas hunanensis, Staphylococcus aureus) op een glasplaat.
  2. Bevestig de monsters op de glijbaan door ze droog te verwarmen. Laat de glijbaan een paar keer zachtjes over een vlam glijden totdat het monster droog is.
    OPMERKING: De fixatie van monsters is een routinetechniek in de microbiologie om vaste prokaryote organismen te observeren en hun structuur als levende cellen zo dicht mogelijk te simuleren.
  3. Plaats de vaste monsters in een petrischaaltje en breng ze ter observatie naar de AFM-apparatuur.
    OPMERKING: Aangezien de monsters in de loop van de tijd kunnen worden gewijzigd door weersomstandigheden, moet u een maximale tijd van 24 uur reserveren voor analyse in de AFM-apparatuur. Houd de monsters stofvrij.

3. Antibacteriële werking van MgO nanodeeltjes tegen bacteriën

OPMERKING: De synthese en karakterisering van MgO NP's zijn eerder gepubliceerd14. In dit werk werd de antibacteriële activiteit van de nanomaterialen geschat op basis van de handleiding van het Clinical and Laboratory Standards Institute (CLSI) met behulp van macroverdunnings- en microverdunningsmethoden voor remming15,16.

  1. Schatting van de minimale remmende activiteit (MIC) en bactericiden (CMB)
    1. Voorgroei van de stammen
      1. Ent een geschikte hoeveelheid Escherichia coli of Staphylococcus aureus in voedzame bouillon om een eindconcentratie van 1 × 108 kve / ml te verkrijgen.
      2. Incubeer de suspensie bij 37 °C (± 2 °C) gedurende 18-24 uur.
    2. Nagroei van geacclimatiseerde stammen
      1. Dompel een steriele bacteriologische lus onder in de suspensie en raak de onderkant van de buis aan.
      2. Voer streaking uit met de lus op eosine en methyleenblauwe agar en voedingsagar.
      3. Incubeer de agarplaten bij 37 °C (± 2 °C) gedurende 24 uur.
    3. Selectie van kolonies voor de bereiding van het gestandaardiseerde entmateriaal
      1. Neem drie tot vijf kolonies met hetzelfde morfologische type door de bovenkant van de kolonie in de petrischaal aan te raken met een bacteriologische lus.
      2. Breng over en dompel de selectie onder in 3-5 ml Müller-Hinton-bouillon.
      3. Incubeer bij 37 °C (± 2 °C) tot een troebelheid van 1 × 10 8 kve/ml of 2 × 108 kve/ml.
        OPMERKING: In dit werk werden McFarland-troebelheidsnormen gebruikt als referentie voor de bacteriologische suspensies; in het bijzonder komt de 0,5-norm ongeveer overeen met een homogene E. coli-suspensie van 1,5 × 108 cellen/ml. Een UV-Vis spectrofotometer werd gebruikt om de troebelheid te meten.
      4. Neem 1 ml en voeg het toe aan 9 ml steriele bouillon. Neem 200 μL van deze verdunning en voeg deze toe aan 19,8 ml steriele bouillon om een eindconcentratie van 5 × 105 kve/ml te verkrijgen.
    4. Vereiste concentraties MgO nanodeeltjes
      1. Gebruik een ultrasoonapparaat voor de bereiding van de oplossingen.
      2. Suspensie van het nanomateriaal in steriel water in tweemaal de concentratie die nodig is om seriële oplossingen te verkrijgen.
      3. Voeg deze suspensies toe aan steriele buizen die Müller-Hinton-bouillon bevatten om het nieuwe bereik van concentraties te bereiken dat nodig is voor het experiment.
        OPMERKING: De volgende MgO NPs-concentraties werden toegepast voor microverdunning: 30 ppm, 60 ppm, 120 ppm, 250 ppm, 500 ppm, 1.000 ppm, 2.000 ppm, 3.000 ppm, 4.000 ppm en 8.000 ppm.
    5. Bereiding van de microverdunning15
      1. Bereid een nieuwe en steriele 96-well microtiterplaat (microplaat) voor. Label kolom nr. 12 van de microplaat als steriliteitskolom; label kolom nr. 11 als een kolom voor groeicontrole.
      2. Voeg 120 μL van de nanodeeltjessuspensies met de verschillende concentraties toe aan kolommen nr. 1-10.
      3. Ent 120 μL bacteriën (5 × 105 CFU/ml) in de putjes in kolommen nr. 1-10.
        OPMERKING: Voor deze studie waren rij G en rij H controles met ceftriaxon in concentraties die worden gesuggereerd door CLSI-normen: 8 ppm, 4 ppm, 2 ppm, 1 ppm, 0,5 ppm, 0,25 ppm, 0,125 ppm, 0,06 ppm en 0,03 ppm.
      4. Incubeer de 96-well microplaat gedurende 24 uur bij 37 °C (35 °C ± 2 °C). Analyseer ten slotte de putten.
  2. Observatie van de MgO nanodeeltjes-geïnduceerde morfo-structurele veranderingen in de bacteriestammen door AFM
    1. Neem 250 μL uit de putjes van de microverdunningstests, meng met 750 μL steriel water en centrifugeer bij 2.000 × g van 2 min tot 5 min bij 5 °C.
    2. Was de neerslag drie keer met 1 ml steriel water en voeg aan het einde van de wasbeurten 500 μL water toe.
    3. Om de AFM-beelden te verkrijgen, neemt u 10-20 μL van de laatste suspensie van elke startput, voert u een uitstrijkje uit op een dia die eerder is gereinigd door echografie (30 min) en droogt u gedurende 1 uur bij kamertemperatuur.

4. AFM-metingen

OPMERKING: Hier werd de atoomkrachtmicroscoop in contactmodus gemonteerd op een antitrillingswerkstation dat de microscoop kon isoleren van mechanische trillingsbronnen en het systeem waterpas hield. Elektrische interferentie wordt verminderd met lijnfilters en overspanningsbeveiliging. De AFM die hier wordt gebruikt, lijnt de laserstraal automatisch uit op de fotodetector.

  1. Schakel de computer en de AFM in en selecteer vervolgens de contactmodus, de contAI-G-sondes en de opties Auto Slope in de softwaretools. De standaardwaarden van de Z-controller zijn Setpoint = 20 nM, P-Gain = 10.000, I-Gain = 1.000, D-Gain = 0 en Tipspanning = 0 mV.
  2. Plaats de monsters in de AFM-contactmodus met behulp van een scanbereikkop van 70 μm. We gebruikten ContAI-G silicium cantilevers met een veerconstante van 0,13 N/m.
  3. Gebruik een cameraapparaat dat is gemonteerd op twee lenzen die in de scankop zijn geïntegreerd om een snel beeld te krijgen van het oppervlak van het gebied onder de sonde.
  4. Voer handmatig een verplaatsing uit in het XY-vlak om het gewenste gebied te kiezen. De sonde is gemaakt om het oppervlaktemonster elektronisch te benaderen totdat de contactomstandigheden zijn bereikt. Pas het XY-meetvlak van de scanner en het monsteroppervlak elektronisch aan door de hellingen in de XY-richtingen te verkleinen.
  5. Gebruik de standaardparameters van de software: 1 lijn per seconde bij 256 punten per lijn.
  6. Voer eerst een volledig scanbereik uit van een gebied van 70 μm x 70 μm; Selecteer vervolgens een kleiner gebied met het gereedschap Zoomen. De AFM optimaliseert het grafiekbereik in Z automatisch.
    OPMERKING: Door de lijnen per seconde te verlagen, neemt de totale scantijd toe, is de kwaliteit van de scan beter gedefinieerd en wordt ook wat ruis van de meting gewist.
  7. Om een nieuw gebied uit het monster te selecteren, trekt u de cantilever elektronisch in en beweegt u het monster langs het XY-vlak. Realiseer een nieuwe scan met behulp van de procedure beschreven in stap 4.5 en stap 4.6.
    OPMERKING: De verkregen scans worden weergegeven in een staafschaal met één kleur, waarbij de lichte kleuren worden geassocieerd met grotere hoogten en de donkere kleuren worden geassocieerd met diepere hoogten. De AFM-software genereert een 3D-weergave van de scan waarmee de details van het gemeten oppervlak kunnen worden beoordeeld.
  8. Voer de gegevensverwerking uit met behulp van de regel voor regelnivellering in het menu Extra van de afbeelding in de filterselectie, wat de meest gebruikte en eenvoudigste nivelleringsmethode is.
    OPMERKING: Deze nivelleringsmethode neemt elke horizontale of verticale lijn die in de AFM-afbeelding wordt geproduceerd en past deze aan op een polynomiale vergelijking.
  9. Optimaliseer de maximale en minimale hoogte in de kleurenbalk aan de rechterkant om de beste beeldresolutie te verkrijgen.
  10. Voer de afbeeldingsanalyse uit met behulp van het menu Analyse op de werkbalk. Bepaal de hoogten en afstanden door het begin- en eindpunt te selecteren zodra het gewenste gereedschap is geselecteerd.
    OPMERKING: Gebruikers moeten de verschillende filters van het menu Extra proberen om artefacten van tipafbeeldingen te voorkomen vanwege de afvlakking die wordt gebruikt in het nivelleringsproces. Afbeeldingsartefacten worden weergegeven als streeplijnen en worden weergegeven in sommige AFM-afbeeldingen.

Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.

Resultaten

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Beelden van de morfologie en grootte van S. aureus en P. hunanensis stammen, evenals de populatieorganisatie van beide stammen, werden genomen door atoomkrachtmicroscopie in contactmodus. De S. aureus-beelden toonden aan dat de populatie was verdeeld over zones met aggregaten van cocci (figuur 1A). Met een schaalvergroting was er een grotere waardering voor de populatieverdeling en morfologie van de cocci (figuur 1B). Uit de microscopi...

Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.

Discussie

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Microscopie is een techniek die vaak wordt gebruikt in biologische laboratoria en die het mogelijk maakt om de structuur, grootte, morfologie en cellulaire rangschikking van biologische monsters te onderzoeken. Om deze techniek te verbeteren, kunnen verschillende soorten microscopen worden gebruikt die van elkaar verschillen in termen van hun optische of elektronische kenmerken, die het resolutievermogen van het instrument bepalen.

In wetenschappelijk onderzoek is het gebruik van microscopie v...

Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.

Openbaarmakingen

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

De auteurs verklaren dat ze geen belangenconflicten hebben.

Dankbetuigingen

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Ramiro Muniz-Diaz bedankt CONACyT voor de beurs.

Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.

Materialen

```html

Lijst van materialen gebruikt in dit artikel
NaamBedrijfCatalogusnummerOpmerkingen
AFM EasyScan 2NanoSurfniet langer verkrijgbaarMeetmedia
bacteriologische loopNo aplicaniet van toepassinginstrument voor bacteriële inoculatie
BigDye Terminator v3.1ThermoFisher Scientific4337455Matrix installatiekit
Bioeditniet van toepassingversie 7.2.5sequentie-uitlijningseditor
Cary 60 spectrometerAgilent Technologiesniet van toepassing
ceftriazoneMerckniet van toepassingantibioticum
centrifugeeppendorfniet van toepassingom deeltjes te verwijderen die interfereren met AFM
ContAI-G Silicon cantileverBudgetSensorsContAl-G-10Meetmedia
eosin en methyleenblauw agarMerckniet van toepassingbacteriecultuurmedium
Escherichia coliAmerican Type Culture CollectionATCC 25922bacteriestam
GoTaq Flexi DNA PolymerasePromegaM8295PCR van 16S rRNA-gen
microplaatThermo Scientific10558295voor microdilution-analyse
Müller-Hinton bouillonMerckniet van toepassingbacteriecultuurmedium
voedingsagarMerckniet van toepassingbacteriecultuurmedium
voedingsbouillonMerckniet van toepassingbacteriecultuurmedium
Petrischalenniet van toepassingniet van toepassinggroei van bacteriën
Pseudomonas hunanensis 9APniet van toepassingniet van toepassinggeïsoleerd uit de knoflookbol door CNRG
Sanger sequencingMacrogenniet van toepassingsequencingdienst
ScienceDesk Anti-Vibration werkstationThorLabs
glasplaatjesniet van toepassingniet van toepassingglashouder voor bacteriemonsteranalyse
Staphylococcus aureusAmerican Type Culture CollectionATCC 25923bacteriestam
ThermalcyclerApplied BiosystemsVeriti-4375786PCR-amplificatie
Trypticasein soja-agarBDBA-256665groeimedia
ultrasoonapparaatCole-Parmer Ultrasonic Processor, 220 VACniet van toepassingvoor het mengen van de nanodeeltjesverdunningen
```

Referenties

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,
  1. Koch, A. L. Growth and form of the bacterial cell wall. American Scientist. 78 (4), 327-341 (1990).
  2. Si, F., Li, B., Margolin, W., Sun, S. X. Bacterial growth and form under mechanical compression. Scientific Report. 5, 11367(2015).
  3. Pavlova, M. D., Asaturova, A. M., Kozitsyn, A. E. Bacterial cell shape: Some features of ultrastructure, evolution, and ecology. Biology Bulletin Reviews. 12, 254-265 (2022).
  4. Cabeen, M. T., Jacobs-Wagner, C. Bacterial cell shape. Nature Reviews Microbiology. 3 (8), 601-610 (2005).
  5. Smith, W. P., et al. Cell morphology drives spatial patterning in microbial communities. Proceedings of the National Academy of Sciences of United States of America. 114 (3), E280-E286 (2017).
  6. Volke, D. C., Nikel, P. I. Getting bacteria in shape: Synthetic morphology approaches for the design of efficient microbial cell factories. Advanced Biosystems. 2 (11), 1800111(2018).
  7. Mi, L., Ning, X., Lianqing, L. Peak force tapping atomic force microscopy for advancing cell and molecular biology. Nanoscale. 13 (18), 8358-8375 (2021).
  8. Hoffman, C. S., Winston, F. A ten-minute DNA preparation from yeast efficiently releases autonomous plasmids for transformation of Escherichia coli. Gene. 57 (2-3), 267-272 (1987).
  9. Weisburg, W. G., Barns, S. M., Pelletier, D. A., Lane, D. J. 16S ribosomal DNA amplification for phylogenetic study. Journal of Bacteriology. 173 (2), 697-703 (1991).
  10. Behr, S., Mätzig, M., Levin, A., Eickhoff, H., Heller, C. A fully automated multicapillary electrophoresis device for DNA analysis. ELECTROPHORESIS. 20 (7), 1492-1507 (1999).
  11. Seliger, H., Groger, G., Jirikowksi, G., Ortigao, F. R. New methods for the solid-phase sequence analysis of nucleic acid fragments using the Sanger dideoxy procedure. Nucleosides & Nucleotides. 9 (3), 383-388 (1990).
  12. Altschul, S. F., Gish, W., Miller, W., Myers, E. W., Lipman, D. J. Basic local alignment search tool. Journal of Molecular Biology. 215 (3), 403-410 (1990).
  13. Stackebrandt, E., Ebers, J. Taxonomic parameter revisited: Tarnished gold standards. Microbiology Today. 33, 152-155 (2006).
  14. Muñiz Diaz, R., et al. Two-step triethylamine-based synthesis of MgO nanoparticles and their antibacterial effect against pathogenic bacteria. Nanomaterials. 11 (2), 410(2021).
  15. Andrews, J. M. Determination of minimum inhibitory concentrations. Journal of Antimicrobial Chemotherapy. 48, 5-16 (2001).
  16. Sarker, S. D., Nahar, L., Kumarasamy, Y. Microtitre plate-based antibacterial assay incorporating resazurin as an indicator of cell growth, and its application in the in vitro antibacterial screening of phytochemicals. Methods. 42 (4), 321-324 (2007).
  17. Giesbrecht, P., Kersten, T., Maidhof, H., Wecke, J. Staphylococcal cell wall: Morphogenesis and fatal variations in the presence of penicillin. Microbiology and Molecular Biology Reviews. 62 (4), 1371-1414 (1998).
  18. Yamada, S., et al. autolysin ring associated with cell separation of Staphylococcus aureus. Journal of Bacteriology. 178 (6), 1565-1571 (1996).
  19. Zuttion, F., et al. The anti-adhesive effect of glycoclusters on Pseudomonas aeruginosa bacteria adhesion to epithelial cells studied by AFM single cell force spectroscopy. Nanoscale. 10 (26), 12771-12778 (2018).
  20. Kahli, H., et al. Impact of growth conditions on Pseudomonas fluorescens morphology characterized by atomic force microscopy. International Journal of Molecular Sciences. 23 (17), 9579(2022).
  21. Kambli, P., Valavade, A., Kothari, D. C., Kelkar-Mane, V. Morphostructural changes induced in E. coli exposed to copper ions in water at increasing concentrations. World Journal of Pharmaceutical Research. 4 (10), 837-852 (2015).
  22. Kochan, K., et al. et al. In vivo atomic force microscopy-infrared spectroscopy of bacteria. Journal of the Royal Society Interface. 15, 140(2018).
  23. Stoimenov, P. K., Klinger, R. L., Marchin, G. L., Klabunde, K. J. Metal oxide nanoparticles as bactericidal agents. Langmuir. 18, 6679-6686 (2002).
  24. Lee, H. -E., et al. NaCl influences thermal resistance and cell morphology of Escherichia coli strains. Journal of Food Safety. 36 (1), 62-68 (2016).
  25. Song, L. Y., et al. Antibacterial effects of Schisandra chinensis extract on and its application in food. Journal of Food Safety. 38 (5), e12503(2018).
  26. Mohamed, W. M., Khallaf, M. F., Hassan, A. A., Elbayoumi, M. M. Thermotolerance of Staphylococcus aureus after sublethal heat shock. Arab Universities Journal of Agricultural Sciences. 27 (1), 467-477 (2019).
  27. Shar, S. S., et al. Biomineralization of platinum by Escherichia coli. Metals. 9 (4), 407(2019).
  28. Baidamshina, D., et al. Targeting microbial biofilms using Ficin, a nonspecific plant protease. Scientific Reports. 7, 46068(2017).
  29. Ovchinnikova, E. S., vander Mei, H. C., Krom, B. P., Busscher, H. J. Exchange of adsorbed serum proteins during adhesion of Staphylococcus aureus to an abiotic surface and Candida albicans hyphae-An AFM study. Colloids and Surfaces B: Biointerfaces. 110, 45-50 (2013).

Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.

Herprints en machtigingen

Toestemming aanvragen om de tekst of afbeeldingen van dit JoVE-artikel te hergebruiken

Toestemming aanvragen

Trefwoorden

Contact Mode AFMNanoparticle ExposureSample FixingStaphylococcus AureusEscherichia ColiSurface TopographyImage Analysis

Gerelateerde artikelen